智能灌溉模型设计

1      温度控制（降温）

1.1    感知单元&执行单元

1.2    控制原理

当监测到温度传感器读数高于设定阈值时，首先开启顶窗进行自然通风调整温室内的温度，经过时间判断后，如果温度值还不能降低，再开启侧窗系统。如自然通风不能降低温室内的温度值，则由电脑关闭自然通风，采用强制通风的方式来控制室内温度。如果温度还下不来，则开启湿帘水泵，如温度还降不下来，则计算机会开启温度过高报警，提示用户需增加降温设备。

如果室外温度高于室内温度上限，跳过自然通风阶段，直接开启强制通风。

1.3    参数设置

1.4    设备安装需求

传感单元：室外气象站采集室外温度，棚内温度传感器合理部署。

执行单元：顶窗远程控制器，侧窗远程控制器，负压风机远程控制器，湿帘水泵远程控制器。

2      温度控制（升温）

2.1    感知单元&执行单元

2.2    控制原理

冬季采用暖气加温的方式，由控制器根据目标温度与实际室温的偏差以及室温的变化率进行模糊计算，通过调节暖气恒温阀的开合度来控制室内温度。

2.3    参数设置

2.4    设备安装需求

传感单元：棚内温度传感器合理部署。

执行单元：加热丝远程控制器。

3      通风控制

3.1    感知单元&执行单元

3.2    控制原理

由棚内传感器采集室内部的上，中，下三部温度值来进行模糊计算出棚内的温差值，如果温差值过大，则自动开启循环风机。

采集棚内空气湿度值，如果湿度值过大，打开新风系统和循环风机。

采集棚内二氧化碳浓度，如果二氧化碳浓度值过大，打开新风系统和循环风机。

以上三种控制方式同时执行，即任何一种指标超阈值都执行通风控制模块。

3.3    参数设置

3.4    设备安装需求

在大棚的上中下三层安装温度传感器获得温差。安装空气湿度传感器，安装CO2浓度传感器。

安装新风系统控制器，安装循环风机远程控制器

4      光照控制

4.1    感知单元&执行单元

4.2    控制原理

在光照较高时，计算机通过室外气象站系统采集的高灵敏度光照值，与计算机设定的控制目标进行对比，如高于计算机设定目标值，则自动展开外拉幕，进行遮光。如低于计算机设定目标值，则自动收拢外拉幕。外拉幕采用步进电机控制。

计算机通过室内数据采集器传回来的高灵敏度的光照值，与设定目标值进行对比，如高于设定目标值，则自动关闭补光灯。如低于设定目标值，则自动打开补光灯。同时，内部有一个光照累积时间的设置值，如累积时间不够的话，则补光灯会在选定时间打开补光灯，进行补光。

4.3    参数设置

4.4    设备安装需求

棚外安装光照度传感器

外拉幕采用步进电机控制，可以半开

5      水分控制

5.1    感知单元&执行单元

5.2    控制原理

土壤湿度传感器采集的值，与设定目标值进行对比，如高于设定目标值，则自动关闭灌溉阀门。如低于设定目标值，则自动打开灌溉阀门。

5.3    参数设置

5.4    设备安装需求

土壤湿度传感器

滴灌控制器、喷灌控制器

6      湿度控制

6.1    感知单元&执行单元

6.2    控制原理

棚内湿度传感器的值，与设定目标值进行对比，如高于设定目标值，则自动关闭喷雾阀门。如低于设定目标值，则自动打开喷雾阀门，将其湿度调整到最佳状态。

6.3    参数设置